專利名稱：X射線輪轂自動檢測裝置及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種X射線檢測裝置，具體說涉及一種以工業PLC可編程控制器為控制的X射線輪轂自動檢測裝置及其控制方法。
背景技術：
通常的輪轂X射線檢測是由人工將輪轂搬運到檢測房內進行檢測，檢測的過程由人手動檢測操作，檢測的速度與檢測人員的熟練度有關。檢測完畢后需要人工將輪轂搬出， 檢測后的輪轂需要檢測人員對檢測后的輪轂進行人工分類，勞動強度大，工作效率低。由于檢測位置的不同需要多次的更換X射線的強度，反復的調整也影響著檢測輪轂的檢測時間。輪轂生產企業的生產方式采用的是流水線作業，因此輪轂的X光檢測需要能連接到流水線上。輪轂能自動進入檢測房內，檢測的過程根據輪轂的不同及不同的輪轂會根據已經設定的檢測方案自動完成檢測，檢測位置的X射線量可以根據檢測厚度提前預置強度并能自動調整，檢測速度固定，不會因為檢測人員的因素而發生改變是本發明需要解決的課題。
發明內容
針對傳統輪轂X射線檢測存在的問題，本發明提供一種在檢測過程中不需要人工輸入X射線電壓的調節，PLC控制系統可以直接對不同輪轂及不同的位置進行自動調節的X 射線輪轂自動檢測裝置。解決上述問題所采取的技術方案是
一種X射線輪轂自動檢測裝置，其特征在于在防護鉛房7的底部裝有傳動機構11，在傳動機構11的中間位置上設有η型臂10，在防護房7的后面設有維修門5，在防護鉛房7 左側的中間位置上設有進件鉛門2，找正機構1安裝在進件鉛門2上，進件鉛門2上裝有進件連接件3，防護鉛房7頂部的左側安裝的進件門氣缸4與進件鉛門連接件3連接，在防護鉛房7頂部的右側安裝有出件氣缸6，在防護鉛房7的右側的中間位置上設有出件鉛門9， 設置在出件鉛門9上部的出件鉛門連接件8的一端與出件氣缸6連接，另一端與出件鉛門 9連接，防護鉛房7的地面上安裝有伺服電機控制器16，π型臂10后端安裝有1號π型臂擺動伺服電機12和2號π型臂前后伺服電機13，傳動機構11上部安裝有3號輪轂旋轉伺服電機14，傳動機構11右下方安裝有4號輪轂行走伺服電機15，伺服電機控制器16右側裝有PLC可編程控制器17，各伺服電機通過信號電纜與伺服電機控制器16連接，伺服電機控制器16通過通訊電纜與PLC可編程控制器17連接；PLC的控制電路之間的連接關系是PLC電源與PLC主機CPU模塊連接，PLC主機CPU模塊與I/O模塊連接，電機控制模塊與 PLC主機CPU模塊連接，電機控制模塊電源與電機控制模塊連接，功率模塊開關與功率模塊電抗器連接，功率模塊電抗器與電機功率模塊連接，1號驅動模塊與2號驅動模塊連接并與功率模塊并行連接，1號驅動模塊與1號η型臂擺動伺服電機12及2號π型臂前后伺服電機13連接，2號驅動模塊與3號輪轂旋轉伺服電機14及4號輪轂行走伺服電機15連接， 電機控制模塊與功率模塊連接；其控制方法是程序啟動，“打開設備電源”后，設備電源接通，“系統初始化”程序開始，計算機系統及高壓控制系統進行初始化，PLC主機CPU模塊通電后，對I/O模塊發出指令“關閉光閘”，當系統“與X射線裝置通訊”成功后，“系統初始化完畢”，并提示操作人員進行“啟動信號給定”，信號給定后，PLC主機CPU模塊對I/O模塊發出“啟動流水線進輪轂”信號進輪轂，進輪轂過程中對輪轂的尺寸進行測量并“發送輪轂尺寸信號”到數據庫，進行“輪轂尺寸數據比較”，輪轂檢測過尺寸后，給出預制到位信號， 等待輪轂進入指定區域，檢測“輪轂進入鉛房檢測”到位信號和“夾緊輪轂到檢測位”到位信號，信號正常后“關閉鉛門”，結束后“打開光閘并開啟初始高壓”，通過對輪轂的尺寸測量結果對“X射線的高壓進行調節”，檢測過程中更換位置后，將“預置位置信號”發送給X 射線控制器，通過對位置信號的接收“執行預置位置”進行“X光電壓電流調節”，以獲得更清晰的圖片，檢測過程中，PLC主機模塊不斷的對X射線探傷機發送位置信號，X射線探傷機根據預先預制位置，電壓電流值對X光機進行調節，“執行檢測完成”后，“關閉光間并將高壓降到初始值”，調節完畢后，“打開鉛門出輪轂”，“判斷輪轂出門后對輪轂進行合格與否判斷”，并以此信號作為下一個循環的“啟動流水線進輪轂”的信號，下一個待檢輪轂重復以上檢測流程，以實現輪轂的循環檢測。本發明的有益效果本發明以工業PLC為控制中心，對不同輪轂及不同的位置自動調節進行X射線自動檢測，它集成化程度高，抗干擾能力強。輪轂的進出均采用PLC自動控制，無需人工操作。在輪轂各個位置的檢測過程中，X射線的調節根據預先設定值自動調節，節省了人工調節的時間。檢測過程連續可調，整體檢測時間縮短，檢測時間不會因為操作人員的熟練程度而發生改變。設備的啟動和停止采用一鍵式操作，操作更為簡單，并且采用的是觸摸屏按鈕控制，觸摸屏開關增加了設備的使用壽命，減少了機械開關的故障點。
圖1為本發明的結構示意圖； 圖2為圖1的俯視圖3為圖1的左視圖； 圖4為本發明PLC的電路原理圖； 圖5為本發明PLC的控制流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步描述。一種X射線輪轂自動檢測裝置，如圖1、圖2和圖3所示，在防護鉛房7的底部裝有傳動機構11，在傳動機構11的中間位置上設有η型臂10，在防護房7的后面設有維修門 5，在防護鉛房7左側的中間位置上設有進件鉛門2，找正機構1安裝在進件鉛門2上，進件鉛門2上裝有進件連接件3，防護鉛房7頂部的左側安裝的進件門氣缸4與進件鉛門連接件 3連接，在防護鉛房7頂部的右側安裝有出件氣缸6，在防護鉛房7的右側的中間位置上設有出件鉛門9，設置在出件鉛門9上部的出件鉛門連接件8的一端與出件氣缸6連接，另一端與出件鉛門9連接，防護鉛房7的地面上安裝有伺服電機控制器16，π型臂10后端安裝有1號π型臂擺動伺服電機12和2號π型臂前后伺服電機13，傳動機構11上部安裝有 3號輪轂旋轉伺服電機14，傳動機構11右下方安裝有4號輪轂行走伺服電機15 ；伺服電機控制器16右側裝有PLC可編程控制器17，各伺服電機通過信號電纜與伺服電機控制器16 連接，伺服電機控制器16通過通訊電纜與PLC可編程控制器17連接。本發明工作時，通過防護鉛房7上的進件門氣缸4和出件門氣缸6打開進件鉛門2 和出件鉛門9，找正機構1安裝于進件鉛門2上，主要的作用是使被檢測輪轂能夠在中心位置上。進件門氣缸4通過進件鉛門連接件3帶動進件鉛門2將進件門2打開。在進件門2 打開的過程中，找正機構1安裝在進件鉛門2上，當進件鉛門2還沒有開啟的時候，輪轂已經進入到找正機構1內部進行中心找正，當進件鉛門2開啟后，輪轂已經在中心位置上。輪轂進入進件鉛門2后在傳動機構11上進行檢測，檢測過程中，π型臂10通過1號π型臂擺動伺服電機12進行旋轉角度，π型臂10的前后移動通過2號π型臂前后伺服電機13 完成。輪轂在檢測過程中的前后移動通過4號輪轂行走伺服電機15使輪轂在傳動機構11 上傳動，輪轂的旋轉通過3號輪轂旋轉伺服電機14完成，通過4臺伺服電機的聯合動作已達到對輪轂的全方位檢測。檢測完畢后，出件門氣缸6帶動出件鉛門連接件8帶動出件鉛門9打開，被檢測的輪轂出防護鉛房7，完成檢測過程。當設備需要檢測及出現故障后需要從維修鉛門5處進入到檢測鉛房7內。本發明的PLC電路原理如圖4所示PLC控制電路之間的連接關系是PLC電源與 PLC主機CPU模塊連接，PLC主機CPU模塊與I/O模塊連接，電機控制模塊與PLC主機CPU 模塊連接，電機控制模塊電源與電機控制模塊連接，功率模塊開關與功率模塊電抗器連接， 功率模塊電抗器與電機功率模塊連接，1號驅動模塊與2號驅動模塊連接并與功率模塊并行連接，1號驅動模塊與1號η型臂擺動伺服電機12及2號π型臂前后伺服電機13連接，2號驅動模塊與3號輪轂旋轉伺服電機14及4號輪轂行走伺服電機15連接，電機控制模塊與功率模塊連接。本發明通過PLC主機CPU模塊對電機控制模塊進行控制，電機控制模塊根據PLC主機CPU模塊的指令對功率模塊進行調節。功率模塊對1號驅動模塊和2號驅動模塊所控制的4臺伺服電機進行指令控制，并將接收到位置信號傳遞給PLC主機CPU 模塊實現閉環控制。功率模塊開關的主要起對功率模塊進行安全保護及啟停的作用。功率模塊電抗器的作用是保護因為電源等原因對功率模塊及1號驅動模塊、2號驅動模塊、伺服電機進行保護。PLC電源對PLC主機CPU模塊提供電源。I/O模塊的輸入端為PLC主機CPU 模塊提供本發明中的位置檢測信號。I/O模塊的輸出端輸出除電機以外的其他被控元件。本發明的PLC控制方法如圖5所示程序啟動，“打開設備電源”后，設備電源接通， “系統初始化”的過程中，保護計算機系統及高壓控制系統均進行初始化。PLC主機CPU模塊通電后，對I/O模塊發出指令“關閉光閘”，當系統“與X射線裝置通訊”成功后，“系統初始化完畢”，并給予提示等待操作人員進行“啟動信號給定”，給定信號得到后，PLC主機CPU 模塊對I/O模塊發出“啟動流水線進輪轂”信號進輪轂。進輪轂過程中對輪轂的尺寸進行測量并“發送輪轂尺寸信號”到數據庫，進行“輪轂尺寸數據比較”，輪轂檢測過尺寸后，發出預制到位信號，等待輪轂進入指定區域后，首先進行“輪轂進入鉛房檢測”后檢測到到位信號后，“夾緊輪轂到檢測位”到位后，“關閉鉛門”，鉛門關閉信號得到后，“打開光閘并開啟初始高壓”，通過對輪轂的尺寸進行的測量結果對“X射線的高壓進行調節”，檢測過程中更換位置后，將位置信號發送給X射線設備，進行“X光電壓電流調節”，以獲得更清晰的圖片。檢測過程中，PLC主機模塊不斷的對X射線探傷機發送位置信號，X射線探傷機根據預先預制的位置，電壓電流值對X光機進行調節。“執行檢測完成”后，“關閉光間并將高壓降到初始值”，調節完畢后，“打開鉛門出輪轂”，“判斷輪轂出門后對輪轂進行合格與否判斷”，并以此信號作為下一個循環的“啟動流水線進輪轂”的信號。下一個待檢輪轂重復以上檢測流程，以實現輪轂的循環檢測。 本發明中，PLC主機采用的型號是西門子315-2DP，PLC電源型號是PS307，I/ 0模塊型號是西門子6ES7321-1BH02-0AA0和6ES7322-1BH01-0AA0，電機控制模塊電源型號是西門子6EP1334-3BA00，電機控制模塊型號是西門子6SL3040-0MA00-0AA1，功率模塊開關型號是德力西DZ47-C63，功率模塊電抗器型號是西門子6SL3000-0CE21-6AA0，功率模塊型號為西門子6SL3130-6TE21-6AA3，1號驅動模塊和2號驅動模塊的型號為西門子 6SL3120-2TE21-0AA3，伺服電機型號為 1FK7063-5AF71-1DB3 禾Π 1FK7063-5AF71-1DH3。
權利要求
1.一種X射線輪轂自動檢測裝置，其特征在于在防護鉛房(7)的底部裝有傳動機構 (11)，在傳動機構(11)的中間位置上設有η型臂(10)，在防護房(7)的后面設有維修門 (5)，在防護鉛房(7)左側的中間位置上設有進件鉛門(2)，找正機構(1)安裝在進件鉛門 (2)上，進件鉛門(2)上裝有進件連接件(3)，防護鉛房(7)頂部的左側安裝的進件門氣缸 (4)與進件鉛門連接件(3)連接，在防護鉛房(7)頂部的右側安裝有出件氣缸(6)，在防護鉛房(7 )的右側的中間位置上設有出件鉛門(9 )，設置在出件鉛門(9 )上部的出件鉛門連接件 (8)的一端與出件氣缸(6)連接，另一端與出件鉛門(9)連接，防護鉛房(7)的地面上安裝有伺服電機控制器(16)，π型臂(10)后端安裝有1號π型臂擺動伺服電機(12)和2號 η型臂前后伺服電機(13)，傳動機構(11)上部安裝有3號輪轂旋轉伺服電機(14)，傳動機構(11)右下方安裝有4號輪轂行走伺服電機(15 )；伺服電機控制器(16 )右側裝有PLC可編程控制器(17)，各伺服電機通過信號電纜與伺服電機控制器(16)連接，伺服電機控制器 (16)通過通訊電纜與PLC可編程控制器(17)連接；PLC控制電路之間的連接關系是PLC 電源與PLC主機CPU模塊連接，PLC主機CPU模塊與I/O模塊連接，電機控制模塊與PLC主機CPU模塊連接，電機控制模塊電源與電機控制模塊連接，功率模塊開關與功率模塊電抗器連接，功率模塊電抗器與電機功率模塊連接，1號驅動模塊與2號驅動模塊連接并與功率模塊并行連接，1號驅動模塊與1號η型臂擺動伺服電機12及2號π型臂前后伺服電機 13連接，2號驅動模塊與3號輪轂旋轉伺服電機14及4號輪轂行走伺服電機15連接，電機控制模塊與功率模塊連接。
2.根據權利要求1所述的一種X射線輪轂自動檢測裝置的控制方法是程序啟動，“打開設備電源”后，設備電源接通，“系統初始化”程序開始，計算機系統及高壓控制系統進行初始化，PLC主機CPU模塊通電后，對I/O模塊發出指令“關閉光閘”，當系統“與X射線裝置通訊”成功后，“系統初始化完畢”，并提示操作人員進行“啟動信號給定”，信號給定后， PLC主機CPU模塊對I/O模塊發出“啟動流水線進輪轂”信號進輪轂，進輪轂過程中對輪轂的尺寸進行測量并“發送輪轂尺寸信號”到數據庫，進行“輪轂尺寸數據比較”，輪轂檢測過尺寸后，給出預制到位信號，等待輪轂進入指定區域，檢測“輪轂進入鉛房檢測”到位信號和“夾緊輪轂到檢測位”到位信號，信號正常后“關閉鉛門”，結束后“打開光閘并開啟初始高壓”，通過對輪轂的尺寸測量結果對“X射線的高壓進行調節”，檢測過程中更換位置后， 將“預置位置信號”發送給X射線控制器，通過對位置信號的接收“執行預置位置”進行“X 光電壓電流調節”，以獲得更清晰的圖片，檢測過程中，PLC主機模塊不斷的對X射線探傷機發送位置信號，X射線探傷機根據預先預制位置，電壓電流值對X光機進行調節，“執行檢測完成”后，“關閉光閘并將高壓降到初始值”，調節完畢后，“打開鉛門出輪轂”，“判斷輪轂出門后對輪轂進行合格與否判斷”，并以此信號作為下一個循環的“啟動流水線進輪轂” 的信號，下一個待檢輪轂重復以上檢測流程，以實現輪轂的循環檢測。
全文摘要
一種X射線輪轂自動檢測裝置及其控制方法，以工業PLC為控制中心，對不同輪轂及不同的位置自動調節進行X射線自動檢測，它集成化程度高，抗干擾能力強。輪轂的進出均采用PLC自動控制，無需人工操作。在輪轂各個位置的檢測過程中，X射線的調節根據預先設定值自動調節，節省了人工調節的時間。檢測過程連續可調，整體檢測時間縮短，檢測時間不會因為操作人員的熟練程度而發生改變。設備的啟動和停止采用一鍵式操作，操作更為簡單，并且采用的是觸摸屏按鈕控制，觸摸屏開關增加了設備的使用壽命，減少了機械開關的故障點。
文檔編號G01B15/00GK102506776SQ20111037515
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者孫蘭, 孫明光, 王輝, 陳立明, 馬單冬 申請人:丹東奧龍射線儀器有限公司